DE4006101A1 - Vorrichtung zur erhoehung der leistungsfaehigkeit bei der steuerung bzw. regelung der jedem druckpunkt des blechhalters doppeltwirkender pressen zugeordneten kolben-zylinder-einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei der Steuerung bzw. Regelung der jedem Druckpunkt des Blechhalters doppeltwirkender Pressen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit.

Es kann als gesicherter Erkenntnisstand betrachtet werden, daß die Variabilität der Blechhalterkraft während des Umformprozesses die Qualität der Zieh­ teile positiv beeinflußt. Sind die meist empirisch ermittelten Sollwerte der kurbelwinkelabhängigen Kräfte reproduzierbar, können sie werkzeugspezifisch als Da­ tensätze die Umrüstzeit beim Werkzeugwechsel deutlich senken und die Anzahl kostspieliger Probezüge erheb­ lich reduzieren.

Es sind Lösungen nach DE-PS 36 40 507 und DE-PS 37 35 582 bekannt, bei denen die Kraftsteuerung oder -regulierung des Blechhalters durch hydraulische Pro­ portional- oder Servoventile und elektronische Druck­ aufnehmer realisiert wird. Im Maschinenmarkt, Würz­ burg 95 (1989) 4, S. 48-53, werden zur Beeinflussung des Druckverlaufs Proportional-Druckminder- und Propor­ tional-Druckbegrenzungsventile vorgeschlagen. Damit die Blechhalterkraft durch Druckveränderung in der Kolben-Zylinder-Einheit des Druckpunktes beeinflußt werden kann, muß im unteren Totpunkt des Blechhal­ ters ein Mindesthub des Kolbens bis zum Zylinderan­ schlag gesichert sein. Dieser Mindesthub wurde bisher mit dem Aufsetzen des Blechhalters auf die Platine organisiert, indem die Tiefstlage des Kolbens später erreicht wurde. Beim Aufsetzen wird schlagartig eine dem Mindesthub entsprechende Druckölmenge aus dem Druckölzylinder herausgedrückt. Abhängig von der Auf­ treffgeschwindigkeit entstehen im Druckölraum uner­ wünschte Druckspitzen und -schwingungen, begleitet von einem lärmintensiven Auftreffstoß. Bei großen Ziehtiefen und hoher Hubzahl reichen diese Druckschwingungen in den linken Rand der oben darge­ stellten Druckregelstrecke hinein und sind Ursache erheblicher Störungen im Regelkreis. Zum Schutze der Maschine und insbesondere des Werk­ zeuges ist es erforderlich, beim Aufsetzen des Blech­ halters jeden Druckpunkt einerseits gegen Überlastung zu schützen und andererseits eine anstehende Über­ lastung, z. B. infolge eines Doppelbleches, noch vor dem Eindringen des Ziehstempels in das Unterwerkzeug rechtzeitig zu erkennen und präventiv zu reagieren. Darüber hinaus muß gesichert sein, daß der Überlast­ wert jedes Druckpunktes werkzeugspezifisch programmier­ bar ist. Diese Forderungen sind beim aufgezeigten Stand der Technik nicht erkennbar. Schließlich muß aus Arbeitsschutzgründen eine uner­ wartete Bewegung im Bereich des Kissenhubes der hy­ draulischen Überlastsicherung nach Stromausfall ver­ hindert werden.

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaf­ fen, die den Auftreffstoß beim Aufsetzen des Blech­ halters weitestgehend verhindert, die Doppelbleche erkennt, die zusätzlich ein Streckziehen mit an­ schließender Kraftregulierung ermöglicht und schließ­ lich unerwartete Bewegungen nach Stromausfall ver­ meidet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einerseits den im Druckkissen der hydraulischen Überlastsicherung erforderlichen Mindesthub vor dem Aufsetzen des Blech­ halters im unteren Totpunkt zu realisieren und anderer­ seits die Druckerhöhung im Druckkissen sowie die zu­ sätzliche Bewegung des Kolbens bei Doppelblechen zur Informationsverarbeitung zu nutzen.

Erfindungsgemäß wird dies durch die in den Patentan­ sprüchen angegebenen Merkmale erreicht.

Weiterhin stehen die Cartridge-Ventile des Schalt­ blockes zur Doppelblechkontrolle und Überlastsiche­ rung des Blechhalters und Ziehstößels eines jeden einzelnen Druckpunktes steuerseitig miteinander in Wirkverbindung.

Die vorgeschlagene Lösung ist auch geeignet, um das Streckziehen mittels Blechhalter und mit oder ohne nachfolgende Blechhalterkraftregelung durchzuführen. Während des Normalbetriebes hält im oberen Totpunkt das Servoventil den Öldruck auf einem wählbaren Druckniveau. In Abhängigkeit der werkzeugspezi­ fischen Daten hat sich das Proportionaldruckminder­ ventil auf seinen Sollwert eingestellt. Das erstge­ nannte Cartridge-Ventil ist geöffnet. Die Wegeven­ tile sind aktiviert und der obere Initiator be­ dämpft. Nach dem Einschalten der Kupplung wird das Werkzeug geschlossen. Der Druck in der Kolben-Zyinder- Einheit wird mittels des Servoventils und gegebenen­ falls mittels des Cartridge-Ventils über das zuge­ ordnete Wegeventil so abgeregelt, daß die Feder über das Kolbenstangenende eine Hubbewegung des Druckkol­ bens vor dem Aufsetzen des Blechhalters bewirkt. Weiterhin ist mit dieser Lösung eine Blechdopplung erkennbar, die zum sofortigen Notstopp führt. Außer­ dem wird der Arbeitsschutz bei Stromabschaltung gewährleistet.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert werden. Dazu zeigt die Figur ein Steuerschaltbild der Einrichtung.

Die als Druckkissen ausgebildete Kolben-Zylinder- Einheit 1 ist bekannterweise an jedem Druckpunkt einer doppeltwirkenden Presse zwischen Plunger 20 des Pleuels und Blechhalter angeordnet und mit einem jeweilig separaten Hydraulikkreislauf versehen. Der Plunger 20 und die Kolbenstange 19 der Kolben-Zy­ linder-Einheit 1 sind nicht miteinander verbunden und somit entkoppelbar. Dazu weist der Plunger 20 einen als Anschlag ausgebildeten Bund 23 auf, der mit einem hubbegrenzenden und fest mit der Kolben-Zy­ linder-Einheit 1 verbundenen Anschlag 24 in Wirkver­ bindung steht. An der druckbeaufschlagten Seite des Kolbens 3 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 ist eine Kol­ benstange 22 angeordnet, die mit ihrem Ende aus dem Druckmittelraum 21 herausführt. Dieses äußere Kolben­ stangenende 5 steht mit einer Feder 4 in Wirkverbin­ dung. Um die Feder 4 ist ein Gehäuse 25 angeordnet, dessen Boden als Anschlag 6 für die Feder 4 dient.

Die Lage des Kolbenstangenendes 5 wird vorzugsweise mittels Initiatoren 13; 14 kontrolliert. Zwischen dem Druckmittelraum 21 und dem Servoventil 2, das die Kol­ ben-Zylinder-Einheit 1 in an sich bekannter Weise steuert, ist eine Cartridge-Ventil 16 geschaltet. Dieses Cartridge-Ventil 16 wird durch ein Wegeventil 17 gesteuert und reagiert in Abhängigkeit vom Druck­ begrenzungsventil 18.

Weiterhin ist zur Doppelblechkontrolle und Überlast­ sicherung des Blechhalters und Ziehstößels ein mit dem Hydraulikkreislauf zwischen Druckmittelraum 21 und Druckmittelbehälter in Wirkverbindung stehendes Druckbegrenzungsventil 8 angeordnet. Dieses ist mit einem Wegeventil 7 sowie einem Ventil 10 und in an sich bekannter Weise mit einem Cartridge-Ventil 11 wirkverbunden.

Das Cartridge-Ventil 11 steht weiterhin mit einem Wegeventil 26 in Wirkverbindung. Bei höheren Hub­ zahlen kann das Cartridge-Ventil 11 zusätzlich durch das Wegeventil 26 gesteuert werden.

Im oberen Totpunkt hält das Servoventil 2 den Öldruck in der Kolben-Zylinder-Einheit 1 auf einem wählbaren Druckniveau. Entsprechend der werkzeugspezifischen Daten hat sich das Proportionaldruckminderventil 15 auf seinen vorgegebenen Sollwert der Druckbegrenzung eingestellt. Dabei können ggf. die Sollwerte in den einzelnen Druckpunkten unterschiedlich sein. Das Cartridge-Ventil 16 ist geöffnet. Die Wegeventile 7 und 17 sind aktiviert, d. h. sie haben die Schalt­ stellung a, und der Initiator 13 bedämpft.

Nach dem Einschalten der Kupplung wird das Werkzeug durch den Blechhalter und den Ziehstößel geschlossen. Der Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit 1 wird mittels des Servoventils 2 und gegebenenfalls mittels des Cartridge-Ventils 11 über das Wegeventil 26 so abgeregelt, daß die an dem Druckkolben 3 angreifende Feder 4 über das Kolbenstangenende 5 eine Hubbewegung des Druckkolbens 3 vor dem Aufsetzen des Blechhalters bewirkt, so daß die Druckspitzen beim Aufsetzen deut­ lich reduziert sind und Störungen beim anschließenden Steuerungs- bzw. Regelvorgang vermieden werden. Das Wegeventil 7 wird bei jedem Hub so abgeschaltet, daß die bei Blechdopplung erhöhte Druckspitze im unteren Totpunkt über das Rückschlagventil 9 das Ven­ til 10 betätigt, indem das Drucköl über das mit niedrigem Druckniveau eingestellte Druckbegrenzungs­ ventil 18 in den Rückfluß abspritzt. Der obere Druck­ raum des Cartridge-Ventils 11 wird drucklos, wodurch alle Druckpunkte druckentlastet werden.

Da bei Blechdopplung der Blechhalter früher aufsetzt, entsteht zwischen dem Druckkolben 3 und der Kolben- Zylinder-Einheit 1 eine zusätzliche Bewegung, die der Initiator 14 erfaßt. Der Initiator bewirkt eine zusätzliche Abschaltung über den elektrischen In­ formationsfluß, indem das Proportionaldruckminder­ ventil 15 jedes Druckpunktes stromlos wird, wodurch alle Ventile 10 den oberen Druckraum der Cartridge- Ventile 11 drucklos machen. Die Druckschalter 12 bewirken den sofortigen Notstopp und lösen darüber hinaus die hydraulische Überlastsicherung des Zieh­ stößels aus.

Das Cartridge-Ventil 16 jedes Druckpunktes schließt bei Stromausfall, indem das Wegeventil 17 in Schalt­ stellung b geht, wodurch der obere Raum des Cartridge- Ventils 16 druckbeaufschlagt wird. Eine unerwartete Bewegung infolge Ölverlust im Druckraum der Kolben- Zylinder-Einheit 1, insbesndere durch das Servo­ ventil 2, ist damit verhindert. Dennoch öffnet das Cartridge-Ventil 16, wenn bei plötzlichem Stromausfall und gleichzeitiger Überlastung im Druckraum 21 ein Druck entsteht, der in der Lage ist, das Cartridge- Ventil 16 zu öffnen, wobei das zwischen oberen Druck­ raum und dem Druckbegrenzungsventil 18 eingeschlossene Drucköl in die Tankleitung verdrängt wird. Schließlich öffnet im Überlastfall das Cartridge-Ventil 11 wie vorher beschrieben.

Zu Beginn des Hochganges vom Blechhalter entstehen beim Stand der Technik im Druckraum 21 erhebliche Druckschwingungen, die auch Unterdruckwerte erreichen können, wenn der Bund 23 des Plungers 20 nicht von der Kolbenstange 19 des Druckkolbens 3 mechanisch ent­ koppelt ist. Durch die erfindungsgemäße Entkopplung können keine Unterdrücke entstehen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei der Steuerung bzw. Regelung der jedem Druckpunkt des Blechhalters doppeltwirkender Pressen zugeordneten Kolben-Zyinder-Einheit, die im Kraftschluß zwischen dem Pleuel und dem Blechhalter angeordnet ist und deren die übertragene Kraft bestimmender Druckmittel­ raum mittels Proportional- bzw. Servoventil mit einem für jede Kolben-Zylinder-Einheit gesondert steuer­ baren Druckmediendruck beaufschlagbar ist, gekennzeichnet dadurch

• - daß der Kraftschluß zwischen Pleuel und Blechhalter durch eine Kraftschlußverbindung zwischen Plunger (20) des Pleuels und der Kolbenstange (19) der Kol­ ben-Zyinder-Einheit (1) entkoppelbar ist,
• - daß an der druckbeaufschlagten Seite des Kolbens (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (1) eine aus dem Druck­ mittelraum (21) herausführende Kolbenstange (22) an­ geordnet ist, dessen äußeres Kolbenstangenende (5) mit einer Feder (4) hublagebegrenzt in Wirkverbin­ dung steht,
• - daß zur Realisierung des Arbeitsschutzes bei Strom­ abschaltung der Presse zwischen dem Druckmittelraum (21) und dem Servoventil (2) ein mittels eines Wege­ ventils (17) steuerbares und vom Druckbegrenzungs­ ventil (18) druckabhängiges Cartridge-Ventil (16) angeordnet ist,
• - daß als Doppelblechkontrolle und Überlastsicherung des Blechhalters und Ziehstößels ein mit dem Hy­ draulikkreislauf zwischen Druckmittelraum (21) und Druckmittelbehälter in Wirkverbindung stehendes Druckbegrenzungsventil (8) angeordnet ist, das mit einem Wegeventil (7) sowie einem Ventil (10) und in an sich bekannter Weise mit einem Cartridge-Ven­ til (11) wirkverbunden ist.

2. Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei der Steuerung bzw. Regelung der jedem Druckpunkt des Blechhalters doppeltwirkender Pressen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Cartridge-Ventil (11) über ein Wegeventil (26) gegebenenfalls steuerbar ist.